Una autorradiografía es una imagen en una película de rayos X o emulsión nuclear producida por el patrón de emisiones de desintegración (por ejemplo, partículas beta o rayos gamma ) de una distribución de una sustancia radiactiva . Alternativamente, la autorradiografía también está disponible como una imagen digital (autorradiografía digital), debido al reciente desarrollo de detectores de gas de centelleo [1] o sistemas de imágenes de fósforo de tierras raras. [2] La película o emulsión se coloca sobre la sección de tejido marcada para obtener la autorradiografía (también llamada autorradiografía). El prefijo auto- indica que la sustancia radiactiva está dentro de la muestra, a diferencia del caso de la historradiografía o la microrradiografía, en la que la muestra se marca utilizando una fuente externa. Algunas autorradiografías se pueden examinar microscópicamente para localizar granos de plata (como en el interior o el exterior de las células u orgánulos) en el que el proceso se denomina microautorradiografía. Por ejemplo, se utilizó la microautorradiografía para examinar si la atrazina estaba siendo metabolizada por la planta de cerato de anteropodium o por microorganismos epífitos en la capa de biopelícula que rodea la planta. [3]
En biología , esta técnica se puede utilizar para determinar la localización en un tejido (o célula) de una sustancia radiactiva, ya sea introducida en una vía metabólica, unida a un receptor [4] [5] o enzima, o hibridada a un ácido nucleico. [6] Las aplicaciones de la autorradiografía son amplias y abarcan desde las ciencias biomédicas hasta las ambientales y la industria.
El uso de ligandos radiomarcados para determinar las distribuciones tisulares de los receptores se denomina autorradiografía de receptores in vivo o in vitro si el ligando se administra en la circulación (con posterior extracción y seccionamiento de tejido) o se aplica a las secciones de tejido, respectivamente. [7] Una vez que se conoce la densidad del receptor, la autorradiografía in vitro también se puede utilizar para determinar la distribución anatómica y la afinidad de un fármaco radiomarcado hacia el receptor. Para la autorradiografía in vitro , el radioligando se aplicó directamente en secciones de tejido congeladas sin administración al sujeto. Por lo tanto, no puede seguir completamente la situación de distribución, metabolismo y degradación en el cuerpo vivo. Pero debido a que el objetivo en las criosecciones está ampliamente expuesto y puede entrar en contacto directo con el radioligando, la autorradiografía in vitro sigue siendo un método rápido y fácil para examinar candidatos a fármacos, ligandos PET y SPECT . Los ligandos generalmente se marcan con 3 H ( tritio ), 18 F ( flúor ), 11 C ( carbono ) o 125 I ( yodo radiactivo ). En comparación con la autorradiografía in vitro , la autorradiografía ex vivo se realizó después de la administración de radioligando en el cuerpo, lo que puede disminuir los artefactos y está más cerca del entorno interno.
La distribución de las transcripciones de ARN en secciones de tejido mediante el uso de oligonucleótidos o ácidos ribonucleicos complementarios radiomarcados ("riboprobes") se denomina histoquímica de hibridación in situ . Los precursores radiactivos de ADN y ARN, [ 3H ] -timidina y [ 3H ] -uridina respectivamente, pueden introducirse en células vivas para determinar el momento de varias fases del ciclo celular. Las secuencias virales de ARN o ADN también pueden localizarse de esta manera. Estas sondas suelen estar marcadas con 32P , 33P o 35S . En el ámbito de la endocrinología del comportamiento, la autorradiografía puede utilizarse para determinar la captación hormonal e indicar la ubicación del receptor; se puede inyectar a un animal una hormona radiomarcada o el estudio puede realizarse in vitro .
La tasa de replicación del ADN en una célula de ratón que crecía in vitro se midió mediante autorradiografía y fue de 33 nucleótidos por segundo. [8] La tasa de elongación del ADN del fago T4 en E. coli infectada con fagos también se midió mediante autorradiografía y fue de 749 nucleótidos por segundo durante el período de aumento exponencial del ADN a 37 °C (99 °F). [9]
La fosforilación es la adición postraduccional de un grupo fosfato a aminoácidos específicos de las proteínas, y dicha modificación puede provocar un cambio drástico en la estabilidad o la función de una proteína en la célula. La fosforilación de proteínas se puede detectar en una autorradiografía, después de incubar la proteína in vitro con la quinasa apropiada y γ-32P-ATP. El fosfato radiomarcado de este último se incorpora a la proteína, que se aísla mediante SDS-PAGE y se visualiza en una autorradiografía del gel. (Véase la figura 3 de un estudio reciente que muestra que la proteína de unión a CREB es fosforilada por HIPK2 . [10] )
En fisiología vegetal , la autorradiografía se puede utilizar para determinar la acumulación de azúcar en el tejido foliar. [11] La acumulación de azúcar, en relación con la autorradiografía, puede describir la estrategia de carga del floema utilizada en una planta. [12] Por ejemplo, si los azúcares se acumulan en las venas menores de una hoja, se espera que las hojas tengan pocas conexiones plasmodesmáticas , lo que es indicativo de un movimiento apoplástico o una estrategia activa de carga del floema. Los azúcares, como la sacarosa , la fructosa o el manitol , se radiomarcan con [ 14-C ] y luego se absorben en el tejido foliar por difusión simple . [13] Luego, el tejido foliar se expone a una película (o emulsión) autorradiográfica para producir una imagen. Las imágenes mostrarán patrones de venas distintos si la acumulación de azúcar se concentra en las venas de las hojas (movimiento apoplástico), o las imágenes mostrarán un patrón similar a la estática si la acumulación de azúcar es uniforme en toda la hoja ( movimiento simplástico ).
Este enfoque autorradiográfico contrasta con técnicas como PET y SPECT , donde la localización tridimensional exacta de la fuente de radiación se proporciona mediante el uso cuidadoso de conteo de coincidencias, contadores gamma y otros dispositivos.
El criptón-85 se utiliza para inspeccionar los componentes de las aeronaves en busca de pequeños defectos. Se deja que el criptón-85 penetre en pequeñas grietas y luego se detecta su presencia mediante autorradiografía. El método se denomina "imágenes penetrantes con gas criptón". El gas penetra en aberturas más pequeñas que los líquidos utilizados en la inspección con líquidos penetrantes de colorante y la inspección con líquidos penetrantes fluorescentes . [14]
La tarea de descontaminación radiactiva tras la prueba nuclear Baker en el atolón de Bikini durante la Operación Crossroads en 1946 fue mucho más difícil de lo que la Marina de los EE. UU. había preparado. Aunque la inutilidad de la tarea se hizo evidente y el peligro para los equipos de limpieza aumentó, el coronel Stafford Warren , a cargo de la seguridad radiológica, tuvo dificultades para persuadir al vicealmirante William HP Blandy de que abandonara la limpieza y con ella los barcos objetivo supervivientes. El 10 de agosto, Warren le mostró a Blandy una autorradiografía hecha por un pez cirujano de la laguna que se dejó en una placa fotográfica durante la noche. La película fue expuesta a la radiación alfa producida por las escamas del pez, evidencia de que el plutonio, imitando al calcio, se había distribuido por todo el pez. Blandy ordenó rápidamente que se interrumpieran todos los trabajos de descontaminación posteriores. Warren escribió a casa: "Una radiografía de un pez hecha por uno mismo... funcionó". [15]
Publicación original de la inventora única Askins, Barbara S. (1 de noviembre de 1976). "Intensificación de imágenes fotográficas mediante autorradiografía". Óptica Aplicada. 15 (11): 2860–2865. Código Bibliográfico:1976ApOpt..15.2860A. doi:10.1364/ao.15.002860.